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发电厂
电气工程及其自动化课程之发电厂思维导图，包括发电厂的基本知识、开关电器、互感器、电力变压器、配电装置分类和布置等内容。
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发电厂
基本知识
能源分类
获得方法
一次能源 煤，石油，天然气
二次能源 电力，焦炭，煤气
电能的特点
便于大规模生产和远距离输送
方便转换易于控制
损耗小效率高，无气体和噪声污染
利用程度
常规能源 水能，煤，石油
新能源 太阳能，风能，
可否再生
可再生 风能，太阳能，海洋能
不可再生 石油，煤，天然气
能源本身性质
能体能源 化石燃料，核燃料，地下热水
过程性能源 风能，流水，海洋
对环境的污染程度
清洁能源 太阳能，水能，海洋能
非清洁能源 煤炭，石油
发电厂类型
按一次能源的不同
火力发电厂
分类
按燃料分
燃煤，燃油，燃气，余热
按蒸汽压力和温度分
中低压，高压，超高压，亚临界压力，超临界压力，超超临界压力
按原动机分
凝所式气轮机，燃气轮机，内燃机， 蒸汽-燃气轮机
按输出能源分
凝气式发电厂，热电厂
按发电厂总装机容量分
小容量，中容量，大中容量，大容量
特点
布局灵活，装机容量大小按需决定
一次性建造投资小 单位容量投资为水电厂的一半
耗煤量大 生产成本比水电厂高3-4倍
动力设备繁多，要人多，运行费用高
燃煤发电机组开机并带满负荷要十几小时
担负调峰调频或事故备用，强迫停运率高
排放物污染环境
水力发电厂
分类
集中落差的方式
堤坝式水电厂（坝后式水电厂，河床式水电厂）
引水式水电厂
混合式水电厂
径流调节程度
无调节水电厂
有调节水电厂（日，年，多年调节水电厂）
特点
可综合利用水能资源，可储蓄调节
发电成本低，效率高
从静止到带满负荷只需4-5min，紧急情况1min
不污染环境
投资大工期长，发电不均衡
水库修建，淹没土地农民搬迁，破坏生态平衡
抽水蓄能电站
作用
调峰填谷，事故备用，调频，调相，黑启动，蓄能
功能
降低电力系统燃料消耗 提高火电设备利用率 作为发电成本低的峰荷电源 无污染可美化环境 抽水蓄能电厂可用于蓄能
核能发电厂
优点
不会造成空气污染，加重温室效应
核燃料密度是化学燃料几百万倍
铀燃料用途单一，受外界影响小
缺点
产生高低阶放射性废料，处理有危险
投资大，热效率较低，核利用率低，热污染严重
只能一次装料并定期停堆更换，维护困难
风能发电厂
地热发电厂
太阳能发电厂
潮汐发电厂
变电所
按在系统中的作用分
枢纽变电所
330kV及以上联系多个电源，出线回路数多，变电容量大，全站停电后大面积停电，或系统解列
中间变电所
220-330kV位于系统主干环形线路或系统主要干线的接口处，汇集2-3个电源和若干线路，高压侧以穿越功率为主，全站停电后引起区域电网解列
地方变电所
110-220kV一个地区和中小型城市的主要变电站，停电引起城市供电紊乱
终端变电所
高压侧10-110kV引入线位于配电线路的终端，接近负荷处，降压后向用户供电
企业变电所
35-220kV大中型企业的专用变电站，1-2回进线
一次设备
直接生产输送分配使用电能
生产转换电能 发电机，变压器
接通或断开电路的开关设备 断路器，负荷开关
载流导体 母线，架空线，电缆
限流电器 普通电抗器，分裂电抗器
互感器 电压互感器，电流互感器
防御过电压设备 避雷针，避雷线
补偿设备 调相机，消弧线圈，并联电抗器
绝缘子
接地装置
二次设备
测量控制保护监察
测量表计 电压表功率表等测一次回路电气参数
继电保护 自动装置
直流电源设备 直流发电机，蓄电池组，硅整流装置
控制电器，信号设备 操作把手，按钮，光字牌信号
绝缘监察装置
高频阻波器（塞流线圈）
开关电器
电弧
概念
用开关电器设备切断有电流通过的线路时，只要电源电压＞10-20V，电流＞80-100mA，在开关电器设备的动静触头分离瞬间，触头间出现电弧
本质
气体放电现象
放电特征
电弧由三部分组成，阴极区阳极区弧柱区
阴极区 阳极区电压梯度很高
电弧温度很高
自持放电现象
电弧是一束游离的气体
形成
触头刚分离时突然接触接触压力，阴极表面立即出现高温炽热点，产生热电子发射。同时，由于触头的间隙很小，使得电压强度很高，产生强电场发射。从阴极表面逸出的电子在强电场的作用下，加速向阳极运动，温度骤然升高，发生碰撞游离，导致触头间隙中带电质点急剧增加，产生热游离并且成为游离的主要因素，此时，在外加电压作用下，间隙被击穿，形成电弧。
热电子发射
断路器的动静触头分离时，触头间的接触压力及接触面积缩小，接触电阻增大，接触部位剧烈发热，导致阴极表面温度急剧升高而发射电子
强电场发射
开关电器分闸瞬间，动静触头距离很小，触头间电场强度非常大，触头内部电子在强电场作用下被拉出来
热游离
维持电弧燃烧所需的游离过程。弧柱中气体分子在高温作用下高速向阳极运动，动能很大的中性质点相互碰撞，将被游离而形成电子和正离子。弧柱导电靠热游离来维持
碰撞游离是形成电弧的主要原因
复合与扩散 （去游离）
复合
正负带电质点相互结合变成不带电质点的现象
扩散
弧柱中的带电质点溢出弧柱以外，进入周围介质
温度扩散
浓度扩散
利用吹弧扩散
熄灭
条件
在交流电流过零后，弧隙中实际介质恢复强度特性总是高于加在弧隙上的实际恢复电压特性 Ud（t）＞Ur（t）
两种现象
弧隙去游离和它的介质强度的增大
去游离
影响因素
电弧温度
降低温度减弱热游离
介质特性
值越大，去游离越强
导热系数 热容量 热游离温度 介电强度
气体介质的压力
压力越大，电弧中气体浓度越大，质点间距离越小，复合作用越强，电弧容易熄灭。真空是很好的灭弧介质
触头材料
熔点高导热能力强热容量大的利于电弧熄灭
加于弧隙电压的增大
弧隙介质介电强度的恢复
电弧电流过零，电弧熄灭时，弧隙中去游离作用继续进行，弧隙电阻不断增大，弧隙介质介电强度要恢复到正常状态所需要的过程。介质介电强度的恢复速度与冷却条件，电流大小，开关电器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质有关
影响因素
弧隙温度和介质特性，灭弧介质的压力，断路器触头的分断速度
过程
弧隙电压从熄弧电压恢复到电源电压的过程，周期性或非周期性
近阴极效应
电流过零瞬间，电极方向随之发生改变，质量轻的电子迅速向新的阳极运动，质量大的正离子几乎没动，因此，新的阴极附近形成了缺少导电电子而充满几乎不导电的正离子的正电荷空间，呈现一定的介质强度
电流过零后的0.1-1μs的短暂时间出现150-250V的起始介质强度
低压电器常利用近阴极效应灭弧
方法
灭弧能力强的灭弧介质
气体或油吹弧
特殊金属材料做触头
断路器主触头两端加装低值并联电阻
触头
两个导体或几个导体之间相互接触的部分，用来接通和断开电路。动静触头
采用多断口灭弧
每个断口并联一个Cd和Co都大的多的电容C，称为均压电容。电压平均分布在两个端口上，每个断口工作条件基本一致
提高断路器分闸速度
全开断时间＝断路器固有动作时间+燃弧时间 低速熔断器 全开断时间＞0.12s 快速 ＜0.08s 中速 0.08-0.12s
金属灭弧栅灭弧
利用固体介质的狭缝灭弧
特性
动态特性，电流瞬时值，电弧的温度直径电压随时间变化
热惯性，电弧温度变化总滞后于电流的变化
电流正弦波，电弧电压波形呈马鞍形变化（燃弧电压和熄弧电压）
电流每半周过零一次，电弧暂时自动熄灭
危害
延长了开关电器开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害
电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏绝缘材料，可能引起充油电气设备着火爆炸
电弧在电动力热动力下能移动，容易造成飞弧短路和伤人，引起事故扩大
高压断路器
作用
正常情况可靠接通或断开电路
改变运行方式时切换操作
系统发生故障切除故障部分
设备检修时隔离带电部分
分类
安装地点
屋内式
屋外式
采用的灭弧介质
油断路器
压缩空气断路器
真空断路器
特点
开断能力强，可达50kA，开断后断口间介质恢复速度快，介质不更换
触头开距小，10kV的是12-16mm左右，35kV35-40mm操作功率小，动作快，操动机构简化，寿命延长，20年不检修
熄弧时间短，弧压低，电弧能量小，触头损耗小，开断次数多
动导杆惯性小，适用于频繁操作
灭弧介质和绝缘介质不用油，没有火灾和爆炸的危险
使用年限内触头部分不需要维修检查，即使，需要时间也很短
操作过电压
分类
截流过电压
高频多次重燃过电压
抑制方法
低电涌真空灭弧室
负载端并联电容
负载端并联电阻-电容
ZnO避雷器
串联电感，降低过电压上升陡度和幅值
SF6断路器
参数
额定电压
断路器长期运行能承受的正常工作电压，决定断路器绝缘水平和总体尺寸
最高工作电压
220kV及以下，最高工作电压为额定电压的1.15倍，330kV的为1.1倍
额定电流
铭牌上标的可长期通过的工作电流，决定断路器触头及导电部分的截面
额定开断电流Inbr
断路器正常电压下能正常开断的最大短路电流有效值。表征开断能力，与电压有关。电压不等于额压时，断路器能可靠切断的最大短路电流有效值为该电压下的开断电流，当电压低于额压时，开断电流比额定开断电流增大
额定开断容量
Un为断路器所在电网的额定电压，Inbr为断路器的额定开断电流。Un不是残压，故额定断流容量不是断路器开断时的实际容量
关合电流Incl
保证断路器能关合短路而不至于发生触头熔焊或其他损伤，所允许接通的最大短路电流 关合电流＞开断电流
动稳定电流
断路器在合闸位置时允许通过短路电流最大峰值，是断路器的极限通过电流，大小由导电和绝缘等部分的机械强度决定，也受触头结构形式的影响
热稳定电流
在规定的某一段时间内，允许通过断路器的最大短路电流，表明断路器承受短路电流热效应的能力
开断时间
断路器接到分闸命令瞬间起到各项电弧完全熄灭为止的时间间隔，包括断路器固有分闸时间tin和断路器开断时电弧持续时间ta
合闸时间
从操动机构接到合闸命令瞬间起到断路器接通需要的时间。合闸时间决定于断路器的操动机构及中间的传动机构，一般合闸时间＞分闸时间
操作循环
是断路器操作性能的指标
规定
非自动重合闸
分-θ-合分-t-合分 分：分闸 合分：合闸后立即分闸 θ：无电流间隔时间，即断路器开断故障电路，从电弧熄灭到电路重新自动接通的时间，标准值0.3或0.5s t：运行人员强送电时间，标准时间180s
隔离开关
特点
没有专门的灭弧装置不能用来切断负荷电流和短路电流，应于断路器配合，只有在断路器断开时才能进行操作。隔离开关在分闸时，动静触头间形成明显可见的断口，绝缘可靠
作用
隔离电源 倒闸操作 接通和断开小电流电路
基本要求
具有明显的断开点
断开点之间有可靠的绝缘
具有足够的动热稳定性
结构简单动作可靠
带接地刀闸的隔离开关必须有连锁机构，先断隔离开关再合接地刀闸，先断接地刀闸，再和隔离开关
隔离开关和断路器间装连锁机构，杜绝隔离开关带负荷操作
技术参数
额定电压
隔离开关长期运行能承受的工作电压
最高工作电压
隔离开关能承受的超过额定电压的最高工作电压
额定电流
隔离开关可以长期通过的电流
热稳定电流
隔离开关在规定时间内允许通过的最大电流
极限通过电流峰值
隔离开关能承受的最大瞬时冲击短路电流
分类
装设地点
户内式 户外式
绝缘支柱数目
柱式 双柱式 三柱式
触头运动方式
水平旋转式 垂直旋转式 摆动式 插入式
有无接地刀闸
无接地刀闸 一侧有接地刀闸 两侧有接地刀闸
操动机构
手动式 电动式 气动式 液压式
极数
单极 双极 三极
安装方式
平装式 套管式
允许操作
电网无接地故障时，拉合电压互感器
无雷电活动时拉合避雷器
拉合220kV及以下空母线和直接连在母线上的设备电容电流 拉合经试验允许的500kV空载母线和拉合3/2接线母线环流
在电网无接地故障的时候，拉合变压器中性点接地开关
与断路器并联的旁路隔离开关，当断路器合好时，可以拉合断路器的旁路流
拉合励磁电流不超过2A的空载变压器 电抗器和电容电流不超过5A的空载线路
接地开关（接地刀闸）
在检修电路和设备时合上，取代安全地线的作用
电压110kV及以上，断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路侧均应配置接地开关
35kV及以上母线，在每段母线上设置1-2组接地开关或接地器，以保证电路和母线检修时的安全
高压熔断器
保护电器。串联在电路中，当电路发生短路或过负荷时，溶体熔断，切断故障电路使电气设备免遭损坏，并维持电力系统其余部分正常工作
优点
结构简单 体积小 布置紧凑 使用方便 动作直接 不需要继电保护和二次回路相配合 价格低
缺点
每次熔断后须停电更换熔件才能继续工作，增加停电时间，保护特性不稳定，可选择性低，保护选择性配合
构成
金属熔件（溶体）
熔点低，导电性好，不易氧化，易于加工 铅，铅锡合金，锌，铜，银
支持熔件的触头
灭弧装置和绝缘底座
使用
串联在电路中，安装在被保护设备或线路的电源测。溶体熔断电流和熔断时间呈现反时限特性，即电流越大熔断时间越短。安秒特性
分类
限流式，非限流式
参数
额定电压
绝缘允许等级，熔断器允许的灭弧电压等级 不许降低电压等级使用，以免出现大的过电压
额定电流
环境温度（≤40℃）下熔断器壳体载流部分和接触部分允许通过的长期最大工作电流
开断电流
正常开断的最大电流 若大于，引起相间短路
互感器
作用
一二次系统的联络元件，电气隔离
将一次侧高电压大电流变成二次测低电压（100V 100/3V）小电流（5A 1A）
二次侧必须接地
保护接地。一二次绝缘如果损坏，一次侧高压串到二次侧，威胁人设设备安全
分类
电压互感器
工作特性
正常运行时二次绕组近似开路
电压互感器一次侧电压决定于一次电力网的电压，不受二次负载影响
运行中的二次绕组不许短路
电压互感器相当于一个内阻极小的电压源，正常运行使负载阻抗很大相当于开路，二次侧负载电流很小，当二次侧短路时负载阻抗为0，将产生很大的短路电流，烧坏TV
特点
相当于开路运行的降压变压器，二次电压取决于一次电压值
一次绕组匝数多，二次少，使用时一次绕组与被测电路并联，二次绕组与测量仪表或继电器等电压线圈串联
二次负荷阻抗较大，正常情况二次电流很小，近似开路运行，容量较小，要求有较高安全系数
防止二次回路向一次回路反馈电压，二次回路输出电压经高压侧隔离开关辅助触头后再连接至负载
分类
用途
测量用 保护用
电压变换原理
电磁式 电容式 光电式
电磁式电压互感器
分类
单相
三相（20kV以下）
三相三柱
一次侧只能接成Y，中性点不接地，不能测相对地电压
三相五柱
一次绕组可接地
铁磁谐振
安装在中性点非直接接地系统中，系统运行状态突变，并联铁磁谐振。可装消谐器，也可以在开口三角端子上接电阻和白炽灯泡
电容式电压互感器
应用于110-500kV中性点直接接地系统
输出容量小，误差大，暂态特性不如电磁式
使用条件
户内 户外
一次绕组对地状态
一次绕组接地 不接地的电压互感器
磁路结构
单级式 串级式
选择
一二次侧额定电压
种类形式
准确度等级
二次容量 ≥互感器二次负荷
两侧都装熔断器，不需进行短路电流下动热稳定检验
熔断器装不装
110-500kV电压级一次侧不装，直接接入系统
35kV及以下接熔断器。按机械强度选取最小截面
不装情况
中性线 接地线
辅助绕组结成开口三角形
V形接线中的接地相
电流互感器
工作特性
正常运行时二次绕组近似于短路工作状态
一次电流大小取决于负载电流
二次不许开路
开路时，二次电流为0，二次磁势为0，一次电流磁势都不变且全用于励磁，此时合成磁势较正常状态的合成磁势大许多倍，铁芯磁通急骤达到饱和。由于磁通增加，在开路二次线圈中感应出很高的电势，这将对工作人员安全和二次回路设备造成威胁，同时由于磁感应强度剧增，铁损耗增大，将严重发热，损坏线圈绝缘
一次电流变化范围很大
满足动热稳定性
分类
安装地点
屋内 屋外
安装方式
穿墙式 支持式 装入式
绝缘
干式 浇注式 油浸式
一次绕组匝数
单匝式（贯穿型 母线型）多匝式
工作原理
电磁式 电容式 光电式 无线电式
准确级
互感器准确级不得低于所供仪表准确级，当所供仪表要求不同准确级时，按要求的最高仪表确定准确级
测量精度要求较高的大容量发电机变压器系统干线和500kV电压级的电流互感器，用0.2级
供重要回路（发电机调相机变压器厂用馈线出线）的电能表和所有计费用的电能表的电流互感器，不低于0.5级
供运行监视的电流表电能表功率表0.5-1级
供估计被测量数值的仪表的电流互感器 3级
供继电保护用的电流互感器 P级或TPY级
测量用
一般用途和特殊用途（S）。对于工作电流变化范围较大的线路及高压超高压电网中，推荐采用S类测量级二次绕组的电流互感器（0.2S和0.5S）
保护用
稳态保护用（P）暂态保护（TP）
TPX
铁芯中不带气隙 后备保护
TPY 铁芯中有小气隙，有利于直流分量的快速衰减
TPZ铁芯中有较大气隙，不易饱和。反应交流分量的保护
误差
原因
励磁电流的存在，一二次绕组的匝数不等，一二次电流相位不同
包含
变比误差 相位角误差
影响因素
铁芯材料及结构，二次回路阻抗，一次电流倍数
10%误差曲线
一次电流为n倍的一次额定电流时，电流误差达到-10%，称为10%倍数。10%倍数与互感器二次允许最大负荷阻抗的关系曲线，叫做电流互感器10%误差曲线
5P10
一次电流是额定一次电流的10倍时，复合误差≤±5%
极性标注
减极性 一次电流从*️⃣流入，从*️⃣流出
影响
二次绕组在磁通过零前后，感应产生很高的尖顶波电动势。磁感应强度骤增，引起铁芯和绕组过热。产生剩磁，互感器准确级变低。
主要参数
额定电压
电流互感器工作时线电压有效值
额定一次（二次）电流
电流互感器长期工作允许通过一（二）次绕组的电流
额定容量
TA在额定二次电流和额定二次阻抗运行时，二次绕组输出的容量。S＝I²Z 10级：5VA，10 15 25 30 40 50 60 80 100
电流比
额定一次电流与额定二次电流之比
补充
TA相角差：二次向量旋转180°后与一次向量的夹角
200/5A的TA，一次线圈2匝，二次绕组80匝
3-35kVTV高压侧经隔离开关和高压熔断器接入高压电网，低压侧也装设低压熔断器。110kV及以上的TV可直接由隔离开关接入电网，不装高压熔断器
V/V接线的TV不能测相电压
电流表量程300A，TA300/5A，当表计指示150A时表计线圈实际通过2.5A
影响TV误差的运行参数 一次U，二次I，功率因数。当I2增加，电压误差绝对值线性增加，角误差绝对值也是线性增加
其他电气一次设备
限制短路电流
目的
采用轻型电器和截面较小的母线和电缆 金具
措施
采用适宜的主接线形式及运行方式 实质：采用计算阻抗大的接线，减少并联设备并联支路
大容量发电机采用单元接线
限制接入发电机电压母线的发电机台数和容量，尽可能在发电机电压级不用母线
双回路按单回路运行
母线分段断路器断开运行
合理断开环网
装设限流电抗器
线路电抗器 限制线路短路电流
母线电抗器 装设在母线分段处，限制母线短路电流
架空线路电抗值较大，不装电抗器
采用低压分裂绕组变压器
优点
正常工作电压损失小，短路时限流作用强
缺点
一臂负荷变动过大时，另一臂产生较大的电压波动
一臂短路，另一臂接有负荷时，互感电势作用下，另一臂产生感应过电压
概要
电抗器
布置
线路电抗器 垂直布置
母线电抗器 品字形布置
中间一相电抗器的绕线方向与上下两边相反，垂直布置时中间相放中间，品字形布置时不应将两边相叠在一起
分裂电抗器
为了限制短路电流和使母线有较高残压，要求电抗器有较大电抗
减小正常运行时电抗器中的电压和功率损失，要求电抗器有较小电抗
作用
降低电容器组涌流倍数和频率
与电容器结合起来对某些高次谐波进行调谐，滤掉谐波，提高供电质量
与电容器结合起来调谐，抑制高次谐波，保护电容器
限制短路电流
减少非故障电容向故障电容的放电电流
降低操作过电压
母线
作用
汇集分配传送电能
涂色
直流
正极红色 负极蓝色
交流
A黄 B绿 C红
中性线
不接地白 接地紫
电力变压器
热
发热
绕组铜耗
铁芯铁耗
散热
绕组和铁芯内部的力量（传导）
绕组和铁芯表面（对流）
变压器油（对流）
油箱和散热器内表面（传导）
油箱和散热器外表面（对流和辐射）
周围空气
特点
铁芯，高低压绕组发热互不关联，所产生的热量都传给油，热量被循环流动的油带走。
变压器各部分温差大：绕组温度最高，最高热点在高度方向的70%-75%，径向温度最高处于绕组厚度（自内径算起）的1/3处
大容量变压器损耗量大，单靠油箱壁和散热器不能满足散热要求需采用合理冷却方式
小容量
自然油循环
大容量
强迫油循环
风冷
水冷
导向强迫油循环
绝缘老化
高温湿度氧化和油中分解的劣化物质等物理化学作用的影响，使其绝缘材料逐渐失去机械强度和电气强度。高温是绝缘老化的主要原因
热老化定律
6℃规则：绕组每增加6℃，老化率加倍
三绕组变压器
升压
从里到外 铁芯 中压绕组 低压绕组 高压绕组
降压
从里到外 铁芯 低压绕组 中压绕组 高压绕组
第三绕组的作用
减小三次谐波电压分量
允许对不平衡的三相负荷供电。不对称的负荷在三角形三绕组内形成的平衡电流避免了不正常的电压降
除主负荷外，给辅助负荷供。第三绕组通常制成6-35kV电压，用来向附近地区供电
自耦变压器
额定容量
Sn＝Un1In1＝Un2In2
标准容量
自耦变压器中电磁联系传输的最大功率
效益系数
标准容量/额定容量 Kb＝1-1/K12
越小越好，保证＜3
过电压
高压侧中压测出口端都必须装设避雷器保护，装在自耦变压器和最靠近自耦变压器的隔离开关之间
自耦变压器的中性点必须直接接地或经小电抗接地
三绕组自耦变压器
第三绕组
作用
消除三次谐波
减小自耦变压器的零序阻抗
单独供电，用来连接发电机调相机或引接发电厂厂用备用电源
电压
6-35kV
运行方式
高压侧同时向中低压侧传输功率（串联绕组易温度过高）
中压测同时向高低压侧传输功率（公共绕组易温度过高）
分裂绕组变压器
运行方式
分裂运行 两个低压运行 两个低压分裂绕组间的阻抗称为分裂阻抗
并联运行 低压并联高压运行 高低压绕组间的阻抗称为穿越阻抗
单独运行 低压短路 另一低压和高压运行 高低压绕组间的阻抗为半穿越阻抗
变压器的并列运行
优点
提高供电可靠性
保证经济运行
减少备用容量
条件
电压比相等 ±0.5%
额定短路电压相等 ±10%
绕组连接组别相同
配电装置
分类
电压等级
高压
低压
安装地点
屋内
特点
安全净距小分层布置占地小
在配电装置的各种间隔距离中，最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相带电部分之间的空间最小安全净距，即所谓的A1和A2值
最小安全净距是指在此距离下，无论是在正常最高工作电压或出现内外过电压时，都不致使空气间隙被击穿
维修操作巡视方便不受气候影响
外界污秽不影响电气设备，减轻维护工作量
房屋建筑投资大，但又可采用价格较低的户内型电器设备减少总投资
屋外
特点
安全净距大，占地大，便于带电作业
维护巡视操作在室外进行，受气象条件影响
受外界有害气体影响大，运行条件差，需加强绝缘设备价格高
土建工程费用较少，建设周期短，扩建方便
结构形式
装配式
成套
具体布置
屋内
布置形式
单层
无电抗器情况。占地面积大，如果容量不大可以采用成套开关柜，以减少占地面积
双层
母线 母线隔离开关等轻设备放在第二层，电抗器断路器重的放在底层，占地面积小造价高
三层
安全可靠性高，占地面积小，结构复杂，施工时间长，造价高，检修运行不方便
总体原则
同一回路电器和导体布置在一个间隔内，间隔之间及两段母线之间应分隔开，以保证检修安全和限制故障范围
尽量将电源布置在每段母线的中部，使母线截面通过较小电流，但有时为了连接方便，根据主厂或变电站的布置而将发电机或变压器间隔设在一段母线的两端
重的设备放下层，以减轻负荷便于安装
充分利用间隔位置
布置对称便于操作
母线及母线隔离开关
母线装在配电装置上部，一般呈水平垂直和直角三角形
母线相间距离取决于相间电压。6-10kV小容量装置中，母线水平布置时，母线相间距离250-350mm，垂直布置时母线相间距离700-800mm。35kV母线水平布置时，母线相间距离500mm
双母，两组母线与垂直隔墙分开，以免在一组母线故障或检修时影响另一组母线。母线分段布置，相邻两段母线之间以隔板隔开
母线隔离开关通常设在母线下方。双母中，母线和母线隔离开关之间装设耐火隔板。两层以上配电装置中，母线隔离开关宜单独布置在一个小室内
五防功能防止带负荷分合隔离开关，防止带电挂地线，防止带地线合闸，防止误分合断路器，防止误入带电间隔
隔离开关操动机构安装高度，摇式一般0.9m，上下板式一般为1.05
电抗器
三相垂直
V相放在上下两相中间
品字形
通常线路电抗器。电抗器额定电流超过1000A，电抗值超过5-6%
不应将U,W相重叠
三相水平
额定电流超过1500A的母线分段电抗器或变压器低压侧的电抗器（或分裂电抗器）
通道
维护通道
便于设备操作检修搬运，设置必要的通道走廊
操作通道
通道内设有断路器的操动机构 就地控制屏
防爆通道
仅和防爆小室相通的通道
最小宽度
出口
配电装置长度＜7m，设一个出口
长度＞7m两个出口（设在两端）
长度＞60m，三个出口（中间增加一个）
配电装置的门应为向外开的防火门，并装有弹簧锁。如相邻配电装置之间有门，应能向两个方向开启
屋外
分类
中型
所有电器安装在同一水平面，并装在一定高度的基础上，母线稍高于电器所在的水平面，母线和电气设备不能上下重叠布置。布置较清晰不易误操作，运行可靠施工维护方便，占地面积过大
按隔离开关装设位置分
普通中型
半高中型
隔离开关是分相直接布置在母线正下方
半高型
与高型类似，各母线和电气设备分别布置在几个不同高度水平面上，被抬高的母线与断路器电流互感器等电器重叠布置，与高型配电装置不同，一组母线与另一组母线不重叠布置，占地面积比普通中型少30%
高型
母线和电气设备分别安装在几个不同高度的水平面上，两组母线及母线隔离开关上下重叠布置紧凑，占地只有普通中型配电装置的40%-50%，维修不方便投资较大
母线
软母线
钢芯铝绞线，扩径软管母线，分裂导线，水平布置，用悬式绝缘子悬挂在母线构架上
硬母线
矩形
35kV及以下
管形
110kV及以上
采用柱式绝缘子安装在支柱上
电力变压器
外壳不带电，采用落地布置，安装在铺有铁轨的双梁形钢筋混凝土基础上，轨距中心等于变压器滚轮中心。
单个油箱的油量超过1000kg的变压器，在设备下面设置储油池或挡油墙，其尺寸应比变压器外廓大1m，储油池内一般铺设厚度不小于0.25m卵石层
主变与建筑物距离1.25m 距变压器5m以内的建筑物，在变压器总高度以下及外廓两侧各3m范围内，不应有门窗和通风孔
变压器油重超过2500kg，两台变压器距离 35kV 5m，110kV 6m，220kV 10m
电器
分类
低式
0.5-1m的混凝土基础上，检修方便抗震性能好，设置围栏，影响通道畅通
高式
电器安装在2-2.5m高的混凝土基础上，不设围栏
少油，空气，SF6断路器有低式有高式，按所占据的位置，有单列布置双列布置三列布置
隔离开关 电流电压互感器高式布置
隔离开关的手动操动机构装在其靠边一相基础的一定高度上
避雷器 110kV及以上的阀型避雷器 低，0.4m 磁吹避雷器及35kV及以下的阀型避雷器，高
SF6组合电器特点
大量节省配电装置占地面积空间
运行可靠性高
土建和安装调试工作量小，建设速度快
检修周期长，维护工作量小
环境保护好有利于工作人员安全
抗震性能好，适应性强
接地装置
概念
接地
电气设备的任何与大地之间作良好的电气连接
接地体
埋入地中并直接与大地接触的金属导体
人工接地体
专门为接地而人为装设的接地体
自然接地体
兼做接地体用的直接与大地接触的各种金属构件，金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础
接地网
由若干接地在大地中相互用接地线连接起来的一个整体
布置方式
外引式
环路式
形状
管形
带形
环形
结构
自然接地体
人工接地体
电流
接地电流
凡从带电体流入地下的电流
分类
正常接地电流
故障接地电流
接地短路电流
系统一相接地可能导致系统发生短路
分类
接地短路电流＜200A，小接地短路电流系统
＞500A，大接地短路电流系统
电阻
散流电阻
接地电流流入地下，通过接地体向大地作半球形散开，这一接地电流叫流散电流，在土壤中遇到的全部电阻叫流散电阻
距离接地体越远，流散电阻越小
接地电阻
接地体流散电阻与接地线的电阻的和。可认为流散电阻就是接地电阻
接地电阻数值等于接地极电阻加流散电阻
按通过接地体流入地中的工频电流求得的电阻，称工频接地电阻
按通过接地体流入地中的冲击电流求得的电阻，称为冲击接地电阻
降低方法
发电厂变电所2000m以内敷设引外接地体
地下较深处土壤电阻率较低时，采用井式或深钻式接地体
填充电阻率较低的物质或降阻剂
敷设水下接地网
电压
对地电压
距离接地体20m以上，可看做“地”。带电体与大地之间的相位差
接触电压
手触到设备外壳离地面垂直距离1.8m处，作用在人手与脚之间的电压
跨步电压
人站立在流过电流的大地上，加于人两脚之间的电压。0.8m考虑。紧靠接地体跨步电压最大
接地线
中性线N
接额定电压为相电压的单相用电设备
传导三相系统中的不平衡电流和单相电流
减小负荷中性点的电位漂移
保护线PE
保护中性线PEN
设备选择
变压器
功能分类
主变压器
向电力系统或用户输送功率
联络变压器
两种电压等级之间交换功率
厂用变
只只供本厂用电
主变选择
发电厂主变
容量
单元接线中主变容量按发电机的额定容量扣除厂用负荷后留10% 的裕度
连于发电机电压母线与升高电压母线之间的主变容量，取其中最大者
发电机电压母线上的负荷最小时，能将发电厂的最大剩余送至系统，计算中不考虑稀有的最小负荷的情况
发电机电压母线上接有2台及以上主变，当负荷最小且其中容量最大的一台变压器退出运行时，其他主变应能将发电厂最大剩余功率的70% 以上送至系统
发电机电压母线上负荷最大，且其中容量最大的一台退出运行，主变应能从系统倒送，满足发电机电压母线上最大负荷需要
对水电厂比重较大的系统，由于经济运行的要求，丰水期充分利用水能，有可能停用火电厂的部分或全部机组，以节约燃料，火电厂的主变应能从系统倒送功率，满足发电机电压母线上最大负荷的需要
台数
不少于2，备用时可以1
变电所主变
容量
按5-10年规划负荷考虑，按其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷的60%-70% （35-110kV60%，220-500kV70%）或全部重要负荷（I II类负荷）超过上述比例时选择
台数
一般2，枢纽变2-4，地区孤立可3
型式
相数
330kV及以下 三相式
500kV及以上 按照容量可靠性要求，制造水平，运输条件，负荷和系统情况等，经技术经济比较后确定
绕组
只有一种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及只有两种电压的变电所 双绕组变压器
有两种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及有三种种电压的变电所 三绕组变压器或双绕组变压器 自耦变压器（中性点接地系统）
联络变
容量
满足所联络电压在各种运行方式下的功率交换
不小于接在两种电压母线上的最大一台机组容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器满足本侧负荷的要求，同时也可在线路故障或检修时，通过联络变将剩余容量送至另一侧系统
台数
1
绕组接线
使其线电压和系统线电压相位一致，否则不能并列运行
调压方式
无励磁
分接头少，调压范围10%，停电调节
有载
分接头多，调压范围30%，可带负荷调节
高压电气设备
选择和检验的一般条件
按正常工作条件：电压电流频率开断电流
按短路条件：动热稳定
按环境条件：温度湿度海拔修正
额定电压和最高工作电压
所选电气设备允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压
一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1.1-1.15倍，而实际电网的最高运行电压一般不超过电网额定电压的1.1倍，因此在设备选择中，可按照电气设备的额定电压Un不低于装置地点额定Uns的条件选择，即Un＞Usn
额定电流
额定环境温度下电气设备长期允许通过电流
Im≥Imax Imax：回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流
发电机调相机和变压器在电压降低5%时，出力可以保持不变，故其相应回路Imax为发电机调相机或变压器额定电流的1.05倍
变压器有过负荷运行可能时，Imax按过负荷确定，为1.3-2倍变压器额定电流
母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax
母线分段电抗器的Imax为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流或最大一台发电机额定电流的50%-80%
出线回路的Imax除考虑正常负荷电流外，还应考虑5%线路损耗和事故时由其他回路转移过来的负荷，取1.05倍线路最大负荷电流
电容器回路的Imax，考虑过电压和谐波的共同作用，为1.35倍电容器组额定电流
海拔
1000-4000m时，海拔每增加100m，电气设备允许最高工作电压下降1%，最高工作电压不能满足要求时，应采用高原型电气设备或外绝缘提高一级的产品
110kV及以下的电气设备，由于外绝缘有较大裕度，可在海拔2000m以下使用
空气污秽或有冰雪的地区，某些电气设备应选用绝缘加强型或高一电压等级的产品
温度
裸导体，电缆额定工作温度25℃ 断路器，隔离开关，穿墙套管互感器等40℃
修正
周围环境温度40-60℃时，允许电流按每增高1℃，额定电流减小1.8%修正
低于40℃，每降低1℃，额定电流增加0.5%，但Imax不得超过In的20%
热稳定检验
要求所选设备能承受短路电流所产生的热效应，在短路电流通过时，电气设备各部分温度（或发热效应）应不超过允许值
导体和电缆 S≥Smin
S正常工作条件选择的导体或电缆的截面积
Smin热稳定确定的导体或电缆的最小截面积
电器It²t≥I∞²tdz
It厂家给的电气设备在时间t内的热稳定电流
I∞短路稳态电流值
t与It对应的时间
tdz短路电流热效应等值计算时间
动稳定检验
要求电气设备能承受的短路冲击电流产生的电动力效应
硬导体
导体材料最大允许应力≥导体最大计算应力，即σal≥σmax
电器
ies≥ich ies ich短路冲击电流电流幅值，电气设备允许通过的动稳定电流幅值
不校验动热稳定
用熔断器保护的电器，热稳定由熔断时间保证
采用限流熔断器保护的设备，可不检验动稳定，电缆因有足够的强度，可不检验稳定
装设在电压互感器回路的裸导体和电气设备不校验动热稳定
短路计算条件
容量和接线
考虑5-10年发展，接线方式采用可能发生最大短路电流的正常接线方式
短路种类
导体按三相短路检验
发电机出口两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相两相接地短路较三相短路严重，则按严重情况检验
短路计算点
通过检验对象的短路电流为最大的点
短路计算时间
tk＝tpr+tbr 继电保护动作时间tpr 断路器全开断时间tbr
验算电器tpr 后备保护动作时间
验算裸导体 tpr主保护动作时间，若主保护有死区，则采用能对该死区起保护作用的后备保护动作时间采用相应处的短路电流
tk'＝tpr1+tin tk'检验开断电器开断能力的短路计算时间 主保护动作时间tpr1 断路器固有分闸时间tin
对于无延时保护，tpr1为保护启动机构和执行机构时间之和
导体的发热和电动力
两种工作状态
正常工作状态
短路时工作状态
三种损耗
铜损
载流导体的电阻损耗
铁损
载流导体周围的金属构件，处于交变磁场中产生的磁滞和涡流损耗
介损
绝缘材料在电厂作用下产生的损耗
两种发热
长期发热
由正常工作电流引起的发热
短时发热
由短路电流引起的发热，近似于绝热过程
不良影响
机械强度下降
接触电阻增加
绝缘性能下降
三种散热
导热
物体内部或相互接触的物体存在温差，热量由高温区向低温区传递的过程
对流
温度不同的各部分流体发生相对运动将热量带走的过程
辐射
热量从高温物体以热射方式传至低温物体的传播过程
电气设备流过短路电流的危害
载流部分因电动力振动或材料变形，导致器件损坏
电气设备的电磁绕组收到巨大电动力作用，可能使绕组变形或损坏
巨大的电动力可能使开关电器的触头瞬间接触压力，甚至发生斥开现象，导致设备故障
最高允许温度
裸导线长期工作70℃
计及日照影响，钢芯铝绞线及管型导体80℃，有银覆盖层95℃
裸导体通过短路电流时的短时最高允许温度，硬铝铝锰合金200℃，硬铜300℃
导体温升变化规律
按指数曲线变化，先快后慢
某一导体，通过电流不同发热量不同，稳定温升不同。电流大稳定温升高，电流小稳定温升低
经过（3-4Tr的时间），导体温升可认为趋近于稳定温升τw
导体发热时间常数Tr＝mc/aF，表示发热过程进行的快慢，与导体热容量成正比，换热能力成反比
稳定温升Tw＝I²R/aF。与电流的平方和导体材料的电阻成正比，与总换热系数和换热面积成反比，与起始温升无关
提高导体载流量措施
减小导体电阻
减小导体接触电阻，如接触面镀锡银
增大导体截面积，单根S≤1250mm²，单根不满足要求可采用2-4根，或采用槽型管型
用电阻率小的材料，如铜铝铝合金
增大导体散热面积F
实心圆形导通表面积最小，矩形槽形较大
提高换热系数a
导体布置采用散热最佳的方式，如矩形导体竖放较平放散热效果好
室内配电装置裸导体表面涂漆，可提高辐射系数，从而提高辐射散热能力，但屋外配电装置导体不宜涂漆，保留光亮表面，以减少对日照热量的吸收
加强冷却，如改善通风条件或采取强制通风，采用专用的冷却介质如SF6气体，冷却水等
大电流导体附近钢构的发热
原因
大电流导体附近存在强大的交变磁场，使附近钢构件中存在较大磁滞损耗和涡流损耗，发热
减小措施
加大钢构和载流导体之间的距离
断开载流导体附近钢构闭合回路并加上绝缘垫
采用电磁屏蔽
采用分相封闭母线
两根平行载流导体
电流方向相反，导体间产生斥力
电流方向相同，导体间产生吸力
i1 i2分别通过两平行导体的电流
L该段导体的长度
a两根导体轴线间的距离
Kx形状系数，表示实际形状导体所受电动力与细长导体（把电流看做集中在轴线上）电动力之比
三相导体电动力
三相短路时，每相导体承受的电动力等于该相导体与其他两相电动力的矢量和。三相导体布置在同一平面时，各相导体通过电流不同，故边缘相与中间相所承受的电动力不同
最大冲击力发生在短路后0.01s，且中间相受力最大
两相短路时最大电动力小于同一地点三相短路时最大电动力，要用三相短路时最大电动力检验电气设备的动稳定
选型
材料
导体通常由铜 铝 铝合金制成，槽型导体一般使用铝或铝合金材料
纯铝的成型导体一般为矩形槽形管型
铝合金有铝锰合金和铝镁合金，形状均为管形，铝锰合金载流最大，但强度较差，铝镁合金载流量小，机械强度大，缺点是焊接困难，因此使用受到限制
铜导体只用在持续工作电流大，且出线位置特别狭窄或污秽对铝有严重腐蚀的场所
截面形状
矩形单条截面积不超1250mm²，以减小集肤效应，大电流使用时，可2-4条矩形导体并列使用，矩形导体一般只用于35kV及以下，电流在4000A及以下配电装置中
槽形导体机械强度高，载流量大，集肤效应系数小。一般用于4000-8000A配电装置
管形导体集肤效应系数小，机械强度高，用于8000A以上的大电流母线或要求电晕放电电压高的110kV及以上配电装置中
布置方式
长边垂直布置
散热好，载流量大，机械强度低
长边水平布置
散热差，载流量小，机械强度高
软导体
钢芯铝绞线，组合导线，分裂导线，扩径导线（330kV及以上）
导体截面积选择
年负荷利用小时数大（Tmax＞5000h）
传输容量大，长度在20m以上，按经济电流密度J选择
按长期发热条件检验，即满足Imax≤KIal。计算Imax需考虑过负荷或事故时转移过来的负荷
配电装置汇流母线及长度在20m以下的导体，
正常运行方式下传输容量不大，按长期发热允许电流选择
高压电气设备选择与检验项目
电气主接线
基本要求
供电可靠性
断路器检修时对系统供电的影响
断路器或母线故障以及母线检修时，停运回路数和停运时间，能否保证对重要用户的供电
发电厂或变电所全部停电的可能性
重要大型发电厂变电所能否满足可靠性的特殊要求
运行安全灵活
操作简单方便
建设及运行的经济性
考虑扩建的可能性
接线方式
有母线
单母接线
优点
简单清晰设备少，投资小运行方便，有利于扩建和采用成套配电
缺点
母线或母线隔离开关检修时，连在母线上所有回路都停止工作，检修任一电源或出线断路器，该回路必须停电
对出线的要求
10kV出线一般不超过5回 35-60不超3回 110-220不超2回
单母线分段接线
优点
双电源供电，可靠性高，接线简单操作方便投资少。一段母线发生故障时，分段断路器或隔离开关将故障切除，保证母线不间断供电
缺点
一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接在该分段上的全部电源和出线，减少系统发电量，任一出线断路器检修时，该回路必须停止工作
单母线分段带旁路母线接线
旁路母线作用
供电可靠性高。不停电检修，适用于出线回路数多的变电所
双母线接线
构成
工作母线 备用母线。每一电源和每一出线都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线相连。任一组母线都可以作为工作母线或备用母线。两组母线通过母联断路器连接
优点
运行方式灵活，便于扩建。检修时电源和出线都可以继续工作，检修任一回路母线隔离开关时只需断开母联断路器，工作母线故障时所有回路迅速恢复工作，检修任一线路断路器时可靠工作。
缺点
母线故障或检修时用隔离开关进行倒闸操作。造成短时（切换母线时间）全部进出线停电。任一断路器检修时该回路仍需停电（用母联代替断路器之前）。使用的隔离开关数量大，同时也增加母线长度，使配电装置结构复杂，投资占地面积增大
倒闸操作
操作顺序
停电：断断路器 断线路侧隔离开关 断母线侧隔离开关
送电：合母线侧隔离开关 合线路侧隔离开关 合断路器
操作隔离开关前，对应的断路器必须先断开，防止带负荷操作隔离开关
设备送电前必须将有关继电保护加用，没有继电保护或不能自动跳闸的断路器不准送电
高压侧断路器不准带电压手动合闸，运行中的小车开关不准打开机械闭锁手动分闸
操作中误合隔离开关，不允许再拉开
启用母线（旁母）时，先充电检查判断是否有故障
倒母操作，隔离开关按等电位原则进行切换
先拉线路侧隔离开关，再合接地开关。先拉接地开关，再合线路隔离开关
适用范围
进出线回数较多，容量较大，出线带电抗器的6-10kV配电装置，35-60kV出线回路8回，110-220kV出线回路数5回及以上或该配电装置在系统中占据重要地位，出线回路数4回以上时
双母线带旁路母线接线
双母线分段接线
双母线分段带旁路母线接线
一台半断路器接线
两组母线之间接有若干断路器，每一串有3台断路器，中间一台称为联络断路器，每两台之间接入一条回路，共两条回路
优点
可靠性高，运行灵活性好 操作检修方便
缺点
投资大 继电保护装置复杂
配置选择
交叉配置，即同名回路接在不同串内，电源回路应与出线回路配合成串，同名回路接在不同侧的母线上
无母线
桥形接线
只有两台主变和两条电源进线线路
内桥
线路故障，仅故障线路断路器跳闸，其余三条支路继续工作，并保持相互联系
变压器故障，联络断路器及与故障变压器同侧的线路断路器均自动跳闸，使未故障线路供电受到影响，需倒闸操作才能恢复对该线路供电
线路运行时变压器操作复杂
适用于输电线路较长，线路故障率较高，穿越功率小和变压器不需要经常改变运行方式的场合
外桥
变压器故障，仅故障线路的断路器，其余支路继续工作并保持相互联系
线路故障，联络断路器及与故障线路同侧的变压器支路的断路器均自动跳闸了需经倒闸操作后方可恢复切除变压器的工作
线路投入与切除时，操作复杂，影响变压器运行
适用于线路较短，故障率较低，主变需按经济运行要求经常投切以及电力系统有较大穿越功率通过桥臂回路的场合
单元接线
角形接线（环形接线）
断路器数＝回路数，各回路都与两台断路器相连，即接在“角”上
优点
经济性好，工作可靠性与灵活性较高，易于实现自动远程操作
缺点
检修任一断路器时，角形接线变成开环运行，降低可靠性，角形接线在开环和闭环两种运行状态时，各支路通过的电流差别很大，可能使电气设备选择出现困难，并使继电保护复杂化，角形接线闭合成环，配电装置难于扩建发展
适用范围
110kV及以上，出线回路数不多，发展比较明确，采用。 一般三角四角，最多不超六角
设备状态
运行中的电气设备
指全部带有电压或一部分带有电压以及一经操作即带有电压的电气设备
一经操作就带有电压的电气设备指现场停用或备用的电气设备，他们的电气连接部分和带电部分之间只用断路器或隔离开关断开，并无拆除部分，一经合闸即带有电压，因此运行中的电气设备具体指现场运行 备用 和停用的设备
运行状态
运行
断路器和隔离开关都在合闸位置，电路处于接通状态（包括变压器避雷器辅助设备如仪表等）
热备用
断路器在断开位置，隔离开关在合闸位置，断路器一经操作就可接通电源
冷备用
断路器和隔离开关都在断开位置，该设备与其他带电设备有明显的断开点
检修
断路器和隔离开关都断开，并采取了必要的安全措施
设备工作安全措施
停电
验电
装设接地线
悬挂标示牌和装设遮拦
明备用
设置专用的备用变压器
暗备用
每台工作变压器容量增大，相互备用
厂用电
厂用电
发电厂在启动运转停役检修过程中，有大量以电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤碎煤除灰除尘及水处理的正常运行。厂用负荷总的耗电量称为厂用电
厂用电率
一定时间内，厂用电耗电量占全部发电量的百分数，是发电厂主要运行经济指标
凝汽式火电厂 5%-8%
热电厂8%-10%
水电厂 0.5%-1%
降低厂用电率可以降低发电成本，同时也增大对系统的供电量
分类
I类
不许停电，两套设备互为备用的，分别接到两个独立电源母线上，设有电源自动投入装置（自动切换），必须保证自启动
II类
允许短时停电几秒到几分钟，两个电源供电，采用手动切换
III类
允许较长时间停电，一个电源供电
0I类（不停电负荷）
采用不停电电源（UPS）供电
0II类负荷（直流保安负荷）
发电厂的继保和自动装置，信号设备控制设备以及汽轮机和给水泵的直流润滑油泵，由直流系统供电的直流负荷。要求由独立稳定可靠的蓄电池组或整流装置供电
0III类负荷（交流保安负荷）
200MW及以上机组大容量电厂中，自动化程度较高，要求在停机过程中以及停机后一段时间仍能保证供电如盘车电动机，交流润滑油泵，交流氢密封油泵，消防水泵
要求
供电可靠运行灵活
各机组厂用电系统独立
全场性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线
充分考虑发电厂正常事故检修启动运行方式下供电要求
供电电源与电力系统保持紧密联系
考虑厂用电系统的运行方式，便于过渡，尽量减少改变接线更换设置
设计原则
按炉分段（按机组分段）
运行方式
运行方式指用电设备使用机会的多少和每次使用时间的长短
按使用机会分
经常
不经常
按每次使用时间长短
连续 2h以上
短时 10-120min
断续 每次使用从带负荷到空载或停止，反复周期性工作，每一周期不超10min
站用电
变电站只要站用电负荷是变压器冷却装置，直流系统中的充放电装置和晶闸管整流设备照明检修及供水和消防系统
对500kV变电站，还包括高压断路器和隔离开关的操作机构电源
恢复电压
恢复电压
并联电阻r对恢复电压上升速度有直接影响，r越小，恢复电压上升速度越低
触头弧隙恢复电压最大值可达2U。 如计及Ur。，则最大值可达2（U。+Ur。）
起始工频恢复电压，近似等于电源电压最大值
幅值系数Km＝Utrm/Usrm （1.3-1.6） 瞬态恢复电压最大值/工频电压恢复最大值
周期性过程电压恢复速度4f。U。
并联电阻r对恢复起阻尼作用，使恢复电压和速度都降低
r＜½√L/C时，电压恢复非周期性 ＞ 周期性振荡
开断三相电路时，恢复电压首先是断开相最大但是后续断开相时间延长，电弧能量较大，触头烧坏更严重。端口电弧的熄灭关键在于断开相
首项开断系数K1开断相工频恢复电压与相电压之比
工频恢复电压
单相短路
Uo＝Um 起始工频恢复电压，近似等于电源电压最大值
不接地系统三相短路
开断相最大Uao＝1.5Ua
接地系统三相短路
首断开相1.3倍的相电压 第二开断相1.25倍相电压
两相短路
中性点直接接地系统 1.3倍相电压 其余情况√3/2倍相电压
恢复电压
型号含义
接地装置相关知识
人工接地网应围绕设备区域连成闭合形状，并在其中敷设若干水平均压带。因接地网边角外部电位梯度较高，边角处做成圆弧形且圆弧半径不宜小于均压带间距的一半
为减少相邻接地体屏蔽作用，垂直接地体间距不宜小于其长度的2倍，水平接地体间隙不小于5m
接地体与建筑物距离不小于1.5m
接地线连接处焊接，采用搭焊接，搭接长度为扁钢宽度2倍或圆钢直径6倍
电力设备每个接地部分以单独的接地线与接地干线相连接，严禁在一个接地线中串接几个需要接地的部分
接地装置采用耐腐蚀钢材（镀锌钢材）。导体截面积符合热稳定性和抗腐蚀要求
大接地R≤（2000/l），一般小于0.5Ω，土壤电阻率较高可适当增大接地电阻，不大于5Ω
TN-C系统表示，低压侧为四线制 TN-S系统表示，低压侧为五线制
安全电压额定值42 36 24 12 6 一般为36V
对发电厂和变电所，应敷设以垂直接地体为主的人工接地网
最大长期持续工作电流